D．若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值
⑤小鹏同学仍用上述电源也设计了一个实验，电路如图乙所示，R为保护电阻，已测出电阻丝的横截面积为S，用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长度L，实验中记录了几组不同长度L对应的电流I，他准备利用图像法处理数据来计算该电阻丝的电阻率。
请分析说明小鹏同学应该做出怎样的线性函数图像，并定性画出该图像，请指出在本实验中电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果有无影响。
22．质谱仪的原理简图如图所示。已知质量为m，电荷量为q的带正电的粒子经电场加速后进入速度选择器，P1、P2两极板间的电压为U，间距为d，板间还存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向外。带电粒子沿直线经速度选择器从狭缝S3垂直MN进入偏转磁场，该磁场磁感应强度的大小为B2，方向垂直纸面向外，带电粒子经偏转磁场后，打在照相底片上的H点，测得S3、H两点间的距离为l。不计带电粒子的重力，求：
（1）速度选择器中电场强度E的大小和方向； （2）带电粒子离开速度选择器时的速度大小v； （3）带电粒子的闭合
q。 m23．在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能。
（1）利用如图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，导体棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动，请从法拉第电磁感应定律出发推导动生电动势E的表达式。
（2）磁场变化时会在空间激发感生电场，该电场与静电场不同，其电场线是一系列同心圆，如图乙中的虚线所示。如果此刻空间存在导体，就会在导体中产生感应电流。如图丙所示，一半径为r，单位长度电阻为
R0的金属导体环垂直磁场方向放置在竖直向上的匀强磁场中，当磁场均匀增强时，导体环中产生的感应电
流为I。请你判断导体环中感应电流的方向（俯视）并求出磁感应强度随时间的变化率
?B； ?t（3）请指出在（1）（2）两种情况下，“电源”内部的非静电力分别是哪一种作用力；并分析说明在感生电场中能否像静电场一样建立“电势”的概念。
24．科学精神的核心是对未知的好奇与探究，小君同学想寻找教科书中“温度是分子平均动能的标志”这一结论的依据。他以氦气为研究对象进行了一番探究。经查阅资料得知：第一：理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间处了相互碰撞外，分子间无相互作用力；第二，一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为p=nkT，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。
他猜想氦分子的平均动能可能跟其压强有关，他尝试从理论上推导氦气的压强，于是建立如下模型，如图所示，正方体容器静止在水平面上，其内密封着理想气体—氦气，假设每个氦气分子的质量为m，氦气分子与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 请根据上述信息帮助小君完成下列问题：
（1）设单位体积内氦气的分子数为n，且其热运动的平均速率为v， a．求一个氦分子与器壁碰撞一次收到的冲量大小I； b．求该正方体容器内氦气的压强p；
c．请以本题中的氦气为例推导说明：温度是分子平均动能（即
12mv）的标志。 2（2）小君还想继续探究机械能的变化对氦气温度的影响，于是进行了大胆设想：如果该正方体容器以水平速度u匀速运动，某时刻突然停下来，若氦气与外界不发生热传递，请你推断该容器中氦气的温度将怎样变化？并求出其温度变化量?T。
参考答案
13B 14B 15D 16D 17A 18C 19D 20C 21（1）ACD（2）①B；D②如图所示③左；大于零④BC
⑤设电阻丝连入电路部分的电阻为Rx，保护电阻的阻值为R，电流表的内阻为RA，由闭合电路欧姆定律可得E?I?Rx?R?RA?和电阻定律Rx??进一步整理可得的斜率为k?LEL可得???R?RA SISR?RA1?11?L?，显然，随L线性变化，可见应该画?L图像。如图所示，该图像IESEII，所以电阻率??ESk
?ES
由表达式可知，电流表的电阻RA只影响图像的截距而不影响图像的斜率，所以电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果没有影响。 22、（1）在速度选择器中有E?U①，方向由P1指向P2板。 d（2）在速度选择器中，粒子所受的电场力等于洛伦兹力，有qvB1?qE②，联立①②可得v?U③ B1dlv2（3）粒子在偏转磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有qvB2?m④，其中R?⑤
2R联立③④⑤可得
q2U ?mB1B2dl23、（1）根据法拉第电磁感应定律可得：感应电动势E???① ?t设导体向右运动了?t时间，则这段时间内磁通量的变化量???BLv?t② 根据①②可得E=BLv③
（2）根据楞次定律可以判断导体环中感应电流的方向为顺时针方向。 根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感生电动势E'??r导体环的总电阻R'?2?rR0⑤
根据闭合回路欧姆定律，电路中的电流I?联立④⑤⑥可得
2?B④ ?tE'⑥ R'?B2R0I?⑦ ?tr（3）在（1）中非静电力是洛伦兹力沿导体棒方向的分力；在（2）中非静电力是感生电场力。
在感生电场中不能建立电势的概念。因为在感生电场中电荷沿电场线运动一周，感生电场力做功为零，即感生电场力做功与路径有关，因此无法建立“电势能”的噶年，也就无法建立“电势”的概念 24、a、对于器壁碰撞的一个氦气分子，由动能定理可得I=2mv①
b、设正方体容器某一侧壁面积为S，则?t时间内碰壁的氦气分子数为N?由动量定理可得F?t?N?I③
由牛顿第三定律可得：器壁受到的压力F'?F④ 由压强的定义式可得P?联立①②③④⑤可得p?1n?Sv?t② 6F'⑤ S1nmv2⑥ 3c、由于压强p和温度T的关系式为p=nkT⑦ 联立⑥⑦Ek?123mv?kT 22由⑧可得：分子的平均动能Ek与热力学温度T成正比，故温度是分子平均动能的标志 （2）设正方体容器有N个氦气分子，当氦气随容器匀速运动时，整个气体机械能运动的动能为设此时氦气温度为T1，容器内氦气的内能等于分子热运动的动能之和N?1Nmu2，23kT1 2当氦气随容器突然停止时，气体机械运动的动能为零，设此时氦气温度为T2， 则该容器内氦气的内能为N?3kT2 2根据能量转化与守恒定律有：
133Nmu2?NkT1?NkT2 222mu2所以氦气温度升高，升高的温度为?T?
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